河北工程大学土木工程学院毕业设计说明书 2013年
符合,需要对设计过程进行进一步修正。修正时根据推覆分析得到的侧移曲线,即结构各层的位移ui 已知,重复基于位移的设计步骤,直至满足要求
8 7 6 5 4 3 2 1 0 8 7 6 5 4 3 2 1
曲线1 曲线2
曲线1 曲线2 8 7 6 5 4 3 2 1 0
曲线1 曲线2 60 120
180
10
u/mm
△/mm
20
30
1/250 1/125
(a)楼层位移 (b)层间位移 (c)层间移角 图3.8 推覆曲线与基于位移设计曲线的对比
θ/rad
当结构第三层的层间位移角达到暂时使用状态的层间位移角限值(θ=1/149),故取该加载步的位移作为修正时的目标位移,将其值代人式(2-11),得到等效单自由度体系的等效位移为ueff?98.6mm,进而按式(2-9)确定等效质量为Meff =671.8t 。
由前面计算可知,等效阻尼比为?eff?0.095。将等效阻尼比?eff、等效位移ueff、
?max?0.45和Tg?0.35代入式(2-16d),得: ??0.848,?1?0.0136,?2?0.806
T0.22eff?0.8484?2?0.806?0.0136??Teff?1.75???98.6
0.45?9800?求解得等效周期为Teff?2.10s,符合5Tg?Teff?6s的条件,结果有效。
3.8.2 按“正常使用”性能水平校核
按正常使用性能水平校核,SRC 异形柱框架的侧移曲线取相应状态的推覆曲线。当加载至第 36 步时,结构的第三层首先达到正常使用状态的层间位移角限值(θ=1/444)。
将楼层侧移代人式(2-11),计算得到等效单自由度体系的等效位移为ueff=35.0mm,进而根据式(2-9)确定其等效质量为 Meff?672.9t。
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8 7 6 5 4 3 2 1 0 曲线1 曲线2
8 7 6 5 4 3 2 1
曲线2
曲线1 8 7 6 5 4 3 2 1 0
曲线1 曲线2 20 40
60
3
u/mm
△/mm
6
9
1/800 1/400
(a)楼层位移 (b)层间位移 (c)层间位移角
图3.9 侧移曲线与正常使用状态所采用曲线的对比
θ/rad
SRC 异形柱框架对应暂时使用性能水平的位移延性系数取 ?=1.5,则根据式(2-14)确定结构的等效阻尼比为 ?eff?0.074。将等效阻尼比?eff 、等效位移ueff、?max?0.16和
Tg?0.35g 代人式(2-16d),得:
??0.868,?1?0.016,?2?0.879
T0.22eff?0.8484?2?0.879?0.016??Teff?1.75???35.0
0.16?9800?求解得Teff?2.04s,符合5Tg?Teff?6s的条件,结果有效。 7.8.3按“接近倒塌”性能水平校核
按接近倒塌性能水平校核,SRC异形柱框架的侧移曲线同样取相应状态的推覆曲线。结构的第二层首先达到接近倒塌状态的层间位移角限值(B =1/40)。
8 7 6 5 4 3 2 1 0
曲线1 曲线2
8 7 6 5 4 3 2 1
曲线2
曲线1 8 7 6 5 4 3 2 1 0
曲线1 曲线2 200 400
600
50
u/mm
△/mm
100
150
1/50 1/25
(a)楼层位移 (b)层间位移 (c)层间位移角
图3.10 侧移曲线与接近倒塌状态所采用曲线的对比
θ/rad
将楼层侧移代人式(2-11),计算得到等效单自由度体系的等效位移为ueff=368.6mm,然后根据式(2-9)确定其等效质量为Meff?712.3t 。
SRC异形柱框架对应接近倒塌性能水平的位移延性系数取?=4.5,则根据式(2-14)确定结构的等效阻尼比为?eff?0.124。将等效阻尼比?eff。等效位移ueff、?max?0.90和
Tg?0.35g代人式(2-16d),得:
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??0.829,?1?0.011,?2?0.734
T2eff?0.20.829?0.734?0.011??Teff4?2?1.75???368.6
0.90?9800?求解得Teff?3.04s,符合5Tg?Teff?6s的条件,结果有效。
3.9 本章小结
本章对 SRC 异形柱框架基于位移的抗震设计方法进行研究,总结如下:
(1)将基于位移的抗震设计理论应用于 SRC 异形柱框架,结合其特点给出了具体设计步骤;
(2)通过全面总结,给出了 SRC 异形柱框架的构件截面设计方法; (3)以 8 层框架为例,具体说明了 SRC 异形柱框架基于位移的设计过程。 参考文献
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致 谢
值此论文完成之际,谨向所有曾经帮助和关心我的人表示最衷心的感谢!
首先感谢我的指导教师陈建涛老师!我始终得到老师的全心关怀和悉心指导。从课题制定、论文撰写,每个环节都倾注了老师的大量心血和智慧。陈老师宽厚扎实的学术底蕴、严谨求实的治学态度、勤奋刻苦的工作作风以及敏锐的前沿科学洞察力,深深地影响着我,使我受益匪浅。进入河北工程大学四载,我的每一步成长都离不开老师的教诲、鼓励和鞭策,使我人生的这一重要阶段饱满而充实,也为我以后的工作和学习打下坚实的基础。感谢各位老师在生活上的亲切关怀。
陈老师学识渊博,治学严谨,科研经验极为丰富,和老师的每一次交流都让我在学术思想上得到一次升华。在相对较长的写论文和修改论文过程中,陈老师百忙之中抽出时间亲临指导,参与了全部过程,老师亲历勤为的科学态度,令我感动,并将会深深影响我以后的工作和生活。在此感谢抗震设计过程中陈老师给予的支持和帮助!